نبرد الکتروشیمیایی با ویروس هپاتیت

اکرم ولی‌پور که هفدهم اردیبهشت امسال از سوی وزارت ورزش و جوانان، به عنوان جوان علمی استان ایلام معرفی شد، دانشجوی دکترای شیمی تجزیه دانشگاه ایلام است و در پایان نامه دکترای خود درباره تشخیص زودهنگام حضور هپاتیت C با کمک روش الکتروشیمی به عنوان یکی از شاخه‌های شیمی تجزیه تحقیق کرده است. به این ترتیب او روشی آسان و سریع برای شناسایی ویروس هپاتیت C در همان مراحل اولیه آلودگی فرد به ویروس هپاتیت دست یافته است و از این طریق پیشرفت بیماری قابل کنترل خواهد بود.

مزایای روش جدید تشخیص ویروس هپاتیت C

دستگاه‌ها و روش‌های فعلی برای بررسی این نوع ویروس هپاتیت با چالش‌هایی همچون گرانقیمت بودن تجهیزات، سنگین‌بودن و قابل استفاده نبودن آنها در همه مکان‌ها یا استفاده از آنها فقط در یک جای خاص، دارای مشکلاتی از قبیل در دسترس نبودن در منزل هستند. به همین دلیل شیمیدانان به سمت طراحی سنسورهای الکتروشیمیایی و حسگرهایی سوق داده است که بتوانند با حساسیت بیشتر و گزینش‌پذیری بهتری ویروس هپاتیت C را بدون نیاز به تجهیزات گران اندازه‌گیری کنند. روش الکتروشیمیایی ایمونواسی ساندویچی، معمول‌ترین روش تجزیه‌ای استفاده شده برای شناسایی آنتی‌ژن‌ها و پروتئین‌هاست. اکرم ولی‌پور درخصوص چگونگی عملکرد این روش به جام‌جم می‌گوید: در این روش آنتی‌ژن میان دو نوع آنتی‌بادی به نام آنتی‌بادی اولیه و ثانویه به دام می‌افتد و این فرآیند باعث تسریع برهمکنش بین آنتی‌ژن و آنتی‌بادی می‌شود. در بین روش‌های الکتروشیمیایی، طراحی روشی که بتواند به صورت گزینش‌پذیر عمل کند و اثر دیگر ترکیبات موجود در مایعات بیولوژیکی را به‌حداقل برساند، بسیار مورد توجه است. به منظور دستیابی به این هدف، در روش‌های الکتروشیمیایی معرفی یک زیست حسگر و کاوشگر که دارای چنین خصوصیاتی باشد، حائزاهمیت است. وی می‌افزاید: به طور کلی زیست‌حسگر، یک وسیله حساس متشکل از یک لایه زیست‌تشخیصی در تماس نزدیک با یک مبدل بوده که قادر به تبدیل رویدادهای زیست‌تشخیصی به یک سیگنال قابل‌اندازه‌گیری است. مبدل‌های الکتروشیمیایی معمول‌ترین نوع مبدل‌ها، در ساخت زیست‌حسگرها هستند.

به گفته این پژوهشگر دانشگاه ایلام، در دهه اخیر محققان زیست حسگرهای الکتروشیمیایی متفاوتی ازجمله ایمونوسنسورها را برای اندازه‌گیری و تشخیص گونه‌های مختلف به کار برده‌اند. روش‌های الکتروشیمیایی دارای مزایای زیادی از قبیل حساسیت زیاد، حد تشخیص کم، محدوده خطی وسیع، تشخیص سریع، سادگی روش‌ها، ارزان بودن دستگاهی و کم‌هزینه بودن آنالیزها هستند. آنزیم‌ها، پروتئین‌ها، آنتی‌ژن‌ها، آنتی‌بادی‌ها و سایر مواد زیستی ازجمله موادی هستند که در ساختار لایه تشخیص‌دهنده در یک زیست‌حسگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ضریب اطمینان تشخیص

اندازه‌گیری این سنسور چنان دقیق است که تنها گونه موردنظر خود را شناسایی می‌کند و فقط به آن ماده واکنش نشان می‌دهد. همین باعث می‌شود محقق این پایان‌نامه با اطمینان نسبت به اختراع خود بگوید این سنسور به صورت اختصاصی و گزینشی عمل می‌کند و مواد دیگر نمی‌توانند باعث ایجاد خطا در تشخیص دستگاه شوند.

به گفته ولی‌پور، یک قطره از خون فرد بعد از آن که پلاسمای آن جداسازی شد و پلاسما در وضعیت محدود قرار گرفت، روی سطح سنسور گذاشته می‌شود و در صورت آلوده بودن نمونه به ویروس هپاتیت C، سنسورها آن را تشخیص می‌دهند. وی ضمن تأیید امکان تشخیص زودهنگام سایر بیماری‌ها با کمک این سنسور می‌گوید: این سنسور کمک می‌کند تا آنتی‌بادی و آنتی‌ژن‌های مربوط به بیماری‌های دیگر نیز قابل طراحی و با تثبیت آنها بر سطح الکترود، وضعیت بیماری مورد نظر بررسی می‌شود.

سنسوری با حساسیت تشخیصی بالا

روش‌های مرسوم برای اندازه‌گیری میزان ویروس هپاتیت C شامل IRMA و الایزا هستند. روش IRMA حساسیت بالایی دارد، اما دارای معایبی مانند وجود اشعه‌های اتفاقی و مضر و هزینه بالاست. در روش الایزا نیز مشکل زمانبر بودن و حساسیت پایین وجود دارد. بنابراین ایمونوسنسورهای الکتروشیمیایی به دلیل خواص و مزیتشان اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. حساسیت یک ایمونوسنسور الکتروشیمیایی برای تشخیص غلظت‌های پایین آنتی‌ژن با افزایش تعداد آنتی‌بادی‌های تثبیت شده روی سطح افزایش می‌یابد. برای افزایش کارایی ایمونوسنسور و تعداد آنتی‌بادی‌های تثبیت شده اخیرا نانو مواد به دلیل داشتن سطح وسیع و پایداری بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.

به گفته اکرم ولی‌پور، در این پژوهش ریبوفلاوین ـ که یک ویتامین محلول در آب و زیست سازگار است ـ به عنوان گونه حدواسط معرفی شده است و باتوجه به این که در پتانسیل‌های منفی اکسید می‌شود کمتر تحت تاثیر مزاحمت‌ها قرار می‌گیرد؛ زیرا بیشتر ترکیبات مثل دوپامین در پتانسیل‌های مثبت اکسید می‌شوند و احتمال وجود خطا در اندازه‌گیری‌ها را افزایش می‌دهند. هدف این طرح ساخت سنسوری با قابلیت بالا برای تشخیص هسته‌ ویروس هپاتیت C بوده است. تاکنون برای تشخیص بیماری هپاتیت از آنتی‌بادی ویروس هپاتیت C، آران‌ای ویروس و هسته ویروس استفاده شده است.

این محقق دانشگاه ایلام تأکید می‌کند: از آنجا که هسته‌ ویروس سریع‌تر از آنتی‌بادی ویروس در خون بیماران ظاهر می‌شود، لذا اندازه‌گیری هسته از اهمیت بالاتری برخوردار است. به همین دلیل در این تحقیق نیز تشخیص ویروس از طریق هسته آن انجام شده است.

تشخیص زود هنگام هپاتیت C

این مخترع درباره زمان انجام آزمایش برای اطمینان از سلامت افراد در برابر این نوع از هپاتیت می‌گوید: از طریق همین آزمایش‌های معمولی و آزمون‌های سلامت سالانه (چکاپ) که همه باید در طول سال انجام دهیم، امکان تشخیص زودهنگام بیماری وجود دارد و نیازی به انجام آزمایش‌های پیچیده نیست.

چرا هپاتیت C خطرناک است؟

هپاتیت نام ویروسی است که کبد را مأمن خود برای زندگی انتخاب کرده و با ملتهب و متورم کردن آن به عمر خود تداوم می‌بخشد تا آنجا که نفس‌های این عضو حساس به شماره بیفتد و علائم بیماری آشکار شود. این ویروس به سه شکل A، B و C می‌تواند باعث بروز بیماری در کبد شود. ابتلا به هر کدام از انواع هپاتیت، مشکلات خاص خود را دارد. هپاتیت HCV) C) به دلیل آن که مانند هپاتیت A قابل درمان نیست و همچون هپاتیت B امکان پیشگیری با واکسن را ندارد، خطرناک ترین نوع هپاتیت محسوب می‌شود. در حال حاضر کبد تقریبا 200 میلیون نفر در جهان به این ویروس آلوده است. خستگی، درد عضلانی، تهوع، بی‌اشتهایی، دل‌درد و خستگی مزمن می‌توانند از علائم اولیه این بیماری باشند. اغلب افراد مبتلا به ویروس هپاتیت C به‌دلیل بی‌علامت بودن بیماری تا مدت‌ها از بیماری خود بی‌اطلاع هستند و زمانی از بیماری خودآگاه می‌شوند که آسیب کبدی از طریق آزمایش‌های پزشکی مشخص شود. اگر بیماری بدون این علائم به مرز حاد و پیشرفته خود برسد به شکل خونریزی‌های گوارشی، تورم اندام‌ها و شکم، یرقان (زردی پوست و سفیدی چشم) خودنمایی می‌کند.

اهمیت تشخیص هپاتیت در مراحل اولیه

اگر فرد در همان مراحل اولیه متوجه شود به ویروس هپاتیت C آلوده شده است با مراجعه به پزشک و مصرف دارو، کبدش قابلیت پاکسازی می‌یابد و فرد کاملا درمان می‌شود.

ولی‌پور تأکید می‌کند: میزان درمان‌پذیری و بازگشت سلامت به کبد با مدت زمان حضور ویروس در بدن فرد رابطه مستقیم دارد. هر چه عمر حضور ویروس در بدن بیشتر و وضع آنزیم‌ها نامناسب باشد، به همان میزان فرآیند درمان نیز سخت و طولانی می‌شود.

این دانشجوی دکتری شیمی تجزیه دانشگاه ایلام خاطرنشان می‌کند: خوشبختانه با کمک این دستگاه امکان تشخیص مقادیر ویروس حتی در سطح بسیار جزئی وجود دارد. در صورتی که فرد به صورت منظم آزمایش‌های پزشکی خود را انجام دهد، امکان تشخیص سریع و زودهنگام نیز به آسانی فراهم می‌شود و دیگر جای نگرانی برای رشد بیماری و تبدیل آن به نارسایی کبد یا سرطان کبد نیست. اما اگر مدت زمان آلودگی کبد مثلا بیش از ده سال باشد، با توجه به میزان بافت تخریب شده، کار درمان نیز دشوارتر می‌شود. یکی از معضلات بیماری هپاتیت C این است که فرد زمانی متوجه ابتلا به بیماری می‌شود که ویروس در مراحل آخر تخریب کبد قرار دارد. افراد زیادی هستند که سالم به نظر می‌رسند و هیچ علامتی هم ندارند، اما به هپاتیت C مبتلا هستند.

ولی‌پور درباره تجاری‌سازی و قیمت تمام شده این سنسور می‌گوید: ارزیابی دقیقی از قیمت تمام شده این کار پژوهشی ندارم، اما با یک حساب سرانگشتی می‌توانم بگویم بدون شک هزینه تولید و خرید آن از دستگاه‌های فعلی بسیار ارزان‌تر است. این دستگاه اکنون در مرحله تکمیل، بهینه‌سازی و فرآیند ثبت اختراع تا قبل از تجاری‌سازی است.

سهیلا فلاحی